Контролер за повезивање персоналног рачунара са уграђеним системом за самодијагностику OBD II према протоколима стандарда SAE (PWM и VPW) и ISO 9141-2 (Audi A4 B6)

Упозорење: Стандардно VPW одговарају производном моделу компаније GM, стандардне PWM - Ford, стандардне ISO 9141-2 - Азијски и европски модели.

Опште информације

У питању је микроконтролер направљен коришћењем ЦМОС технологије (CMOS).

Упозорење: Контролер није намењен за повезивање са системима за самодијагностику прве генерације на плочи (OBD I)!

Уређај делује као једноставан скенер и дизајниран је да чита дијагностичке кодове и системске податке OBD II (брзина мотора, температура расхладне течности и усисног ваздуха, карактеристике оптерећења, проток ваздуха који улази у мотор, итд.) у оквиру стандарда SAE J1979 преко аутобуса било ког дизајна (PWM, VPW и ISO 9141-2).

Главна сврха

За повезивање са рачунаром довољно 3-жильного жице, интернет диагностическому прикључак врши се 6-жильным жице. Напон напајања служи се на контролер путем 16-контакт дијагностички конектор OBD. Шематски дијаграм контролера је приказан испод.

Шема контролера за повезивање персоналног рачунара са уграђеним системом за самодијагностику OBD II

Препоруке за употребу

За повезивање уређаја са аутомобилом може се користити неоклопљени кабл дужине не више од 1,2 м, што је од посебног значаја када се користи протокол PWM. Када користите дужи кабл, требало би да смањите отпор отпорника на улазу уређаја (R8 и R9 или R15). Када користите оклопљени кабл, оклоп треба одвојити да би се смањио капацитет.

Кабл за повезивање на серијски порт рачунара такође може бити неоклопљен. Уређај ради стабилно са дужином кабла до 9 м. Са знатно дужим каблом треба користити снажнији комуникатор RS 232.

Топологија електричних веза је произвољна. У условима високе влажности користите додатне бајпас кондензаторе.

Бесплатни софтвер (претраживач) за читање кодова и података може се преузети са веб локација произвођача и намењен је за коришћење под DOS. Минијатурне величине програмске апликације у опцији "под DOS" вам омогућава да га поставите на дискету за покретање DOS и користити чак и на рачунарима опремљеним некомпатибилним DOS софтвера. Није чак ни неопходно имати чврсти диск у рачунару.

Општи принципи размене података

Одрицање одговорности: Осим ако није другачије назначено, сви бројеви су у хексадецималном формату (hex).

Децимални формат је означен етикетом dec.

Размена података се одвија преко трожичне серијске везе, без употребе иницијализационе размене сервисних порука (handshaking). Уређај слуша канал за поруке, извршава примљене команде и преноси резултате на персонални рачунар (PC), после чега одмах се враћа у режим слушања. Примљено у контролер и одлазећи од њега подаци организовани у облику ланца доследно иду једни за другима бајтова, први од којих је већински. Обично контролни бајт представља број од 0 до 15 dec (или 0-F hex), који описује број бајтова информација који следе. Тако би, на пример, команда од 3 бајта изгледала овако: 03 (контролни бајт), 1. бајт, 2. бајт, 3. бајт. Сличан формат се користи и за долазне команде за испитивање уграђеног система за самодијагностику и за одлазне поруке које садрже тражене информације. Треба напоменути да се у контролном бајту користе само четири најмање значајна бита – најважнији битови су резервисани за неке посебне команде и могу се користити PC приликом иницијализације везе са контролером и преговарања о протоколу преноса података, као и од стране контролора за праћење грешака у преносу. Конкретно, у случају грешке у преносу, контролер поставља најважнији бит (MSB) контролни бајт по јединици. Приликом успешног преноса, сва четири бита високог реда се постављају на нулу.

Упозорење: Постоје неки изузеци од правила за коришћење контролног бајта.

Иницијализација контролера и уграђеног система за самодијагностику

За почетак размене података PC мора успоставити везу са контролером, затим иницијализирати контролер и канал података OBD II.

Успостављање везе

Након повезивања контролера на PC и дијагностички конектор OBD мора бити иницијализован да би се спречило "замрзавање" повезано са шумом у серијским линијама ако су биле повезане пре него што је напајање контролера укључено. Истовремено се врши једноставна провера активности интерфејса. Прво, једнобајтни сигнал 20 (hex), коју контролер доживљава као наредбу за успостављање везе. Као одговор, контролер шаље један бајт уместо контролног бајта FF hex (255 dec) и прелази у режим приправности за пријем података. Сада PC може да настави са иницијализацијом канала података.

Упозорење: Ово је један од ретких случајева где контролер не користи контролни бајт.

Иницијализација

У овој фази се иницијализује протокол којим ће се вршити размена података, ау случају протокола ISO – иницијализација система на возилу. Размена података се врши помоћу једног од три протокола: VPW (General Motors), PWM (Ford) и ISO 9141-02 (азијски/европски произвођачи).

Упозорење: Постоји много изузетака, на пример када се испитују одређени модели аутомобила Mazda може се користити Фордов протокол PWM. Стога, ако наиђете на проблеме са преносом, прво треба да покушате да користите неки други протокол.

Протокол се бира преносом комбинације која се састоји од контролног бајта 41 (хексадецимални) и бајта који непосредно следи иза њега који одређује тип протокола: 0 = VPW, 1 = PWM, 2 = ISO 9141. На пример, на команду 41(hex) 02(hex) протокол је иницијализован ISO 9141.



Као одговор, контролер шаље контролни бајт и статусни бајт. Инсталација MSB контролни бајт указује да постоје проблеми, а следећи статусни бајт ће садржати одговарајуће информације. Ако је иницијализација успешна, шаље се контролни бајт 01 (hex), што указује да следи бајт статуса верификације. У случају протокола VPW и PWM бајт за верификацију је једноставан ехо бајта за избор протокола (0 или 1, респективно) када се протокол иницијализује ISO 9141 ово ће бити дигитални кључ који враћа процесор на плочи OBD и наведу, шта је тачно од два незнатно разликују једни од других верзија протокола ће се користити.

Упозорење: Дигитални кључ је само у информативне сврхе.

Треба напоменути да је иницијализација протокола VPW и PWM се дешава много брже, јер захтева само пренос релевантних информација контролору. На моделима који испуњавају стандард ISO, иницијализација траје око 5 секунди, утрошених на размену информација између контролера и уграђеног процесора, која се обавља брзином од 5 бауда. Читалац треба да примети да на неким моделима аутомобила породице ISO 9141 Иницијализација протокола се суспендује ако се захтев за излаз података не пренесе у интервалу од 5 секунди - то значи да PC требало би аутоматски да издаје захтеве сваких неколико секунди, чак и у пасивном режиму.

Након успостављања везе и иницијализације протокола, почиње редовна размена података која се састоји од података примљених од PC захтеви и одговори које издаје контролор.

Поступак размене података

Рад контролера при коришћењу протокола породице ISO 9141-2 и SAE (VPW и PWM) се дешава по неколико различитих сценарија.

Размена по протоколима SAE (VPW и PWM)

Приликом размене података коришћењем ових протокола, баферује се само један оквир података, што значи да је потребно навести оквир који ће се ухватити или вратити. У неким (ретким) случајевима, уграђени процесор може да преноси пакете који се састоје од више од једног оквира. У таквој ситуацији, захтев се мора понављати док се не приме сви оквири у пакету.

Захтев се увек формира на следећи начин: [Контролни бајт], [Захтев према стандарду SAE], [Број оквира]. Као што је горе поменуто, контролни бајт је обично број једнак укупном броју бајтова који га прате. Захтев се обрађује у складу са Спецификацијама SAE J1950 и J1979 и састоји се од заглавља (3 бајта), низа информационих бајтова и бајта за контролу грешке (CRC). Имајте на уму да се информације на захтев генеришу у строгом складу са Спецификацијама SAE, потрошач контролног бајта и броја оквира је интерфејс чип.

Ако је процедура успешно завршена, порука одговора увек има следећи формат: [Контролни бајт], [Стандардни одговор SAE]. Контролни бајт, као и раније, одређује број информационих бајтова који га прате. Одговорите у складу са захтевима стандарда SAE састоји се од заглавља (3 бајта), ланца информационих бајтова и бајта CRC.

У случају неуспеха 2-бајт се шаље одговор на поруку: [Контролни бајт], [Статусни бајт]. У овом случају, контролни бајт је постављен MSB. Четири најмање значајна бита чине број 001, што указује да контролни бајт прати један бајт, статусни бајт. Ова ситуација се може десити прилично често, пошто Спецификације дозвољавају могућност да процесор у возилу не издаје податке, као и да преноси нетачне податке у случајевима када захтев не одговара стандарду који подржавају произвођачи возила. Такође је могуће да тражени подаци нису доступни у РАМ-у процесора у овом тренутку. Када чип не добије очекивани одговор или прими оштећене податке, врши се инсталација MSB контролни бајт, а после контролног бајта се издаје статусни бајт.



У случају колизије на магистрали, интерфејс производи један бајт 40 (hex), што је контролни бајт са обрисаним битом најмањег значаја. Ова ситуација се може десити прилично често када је сабирница возила учитана порукама већег приоритета од дијагностичких података – рачунарски уређај мора да понови првобитни захтев.

Размена по протоколима ISO 9141-2

Стандард ISO 9141-2 користи већина азијских и европских произвођача аутомобила. Структура формираног PC захтев се не разликује много од оног који се користи у стандардима SAE са једином разликом што чипу није потребна информација о броју оквира и одговарајуће информације не би требало да буду присутне у пакету. дакле, захтев увек се састоји од контролног бајта праћеног ланцем информационих бајтова, укључујући контролни збир. Ас одговор на поруку чип једноставно поново емитује сигнале које генерише уграђени процесор. У поруци одговора нема контролног бајта, тако да PC прима долазне информације непрекидно све док се ланац не прекине паузом од 55 милисекунди, што указује на завршетак пакета информација. Дакле, порука одговора може се састојати од једног или више оквира у складу са захтевима Спецификација SAE J1979. Чип не анализира оквире, не одбацује недијагностичке оквире итд. PC мора самостално да обрађује долазне податке како би изоловао појединачне оквире анализом бајтова заглавља.

Упозорење: Одговори на већину упита састоје се од једног оквира.

Измене су направљене на најновијим верзијама контролера интерфејса

Испод су главне разлике у процесу преноса података коришћењем протокола SAE и ISO 9141, типичан за контролере интерфејса најновијих верзија, као и редослед преноса података према протоколу ISO 14230: 1. Стандард ISO 9141: Додат адресни бајт;



2. Стандард ISO 9141: Не један, већ оба кључна бајта се враћају; (додатни бајт се такође враћа у режимима SAE, међутим овде се не користи).

3. Додата подршка за протокол ISO 14230.

Упозорење: Сви бајтови података се преносе у хексадецималном формату.

Упозорење: Симбол XX означава недефинисани, резервисани или непрепознати бајт.

Успостављање везе

Процедура подешавања везе се није променила:

Отпрема:	20
Пријем:	FF

Избор протокола

VPW:
Отпрема:	41, 00
Пријем:	02, 01, XX
PWM:
Отпрема:	41, 01
Пријем:	02, 01, XX
ISO 9141:
Отпрема:	42, 02, adr, где: adr - бајт адресе (обично 33 hex)
Пријем:	02, К1, К2, где су К1, К2 кључни бајтови ISO
Или:	82, XX, XX (грешка при иницијализацији ISO 9141)
ISO 14230 (брза иницијализација):
Отпрема:	46, 03, R1, R2, R3, R4, R5, где: R1÷R5 - порука о почетку захтева ISO 14230 за успостављање везе, обично R1÷R5 = C1, 33, F1, 81, 66
Пријем:	S1, S2, ……… - поруке о почетку одговора ISO 14230 за успостављање везе

Упозорење: Више од једног се може преносити узастопно ECU. Негативни код одговора се може користити као одговор.

Типичан позитиван одговор изгледа овако: S1, S2, ……. = 83, F1, 10, C1, E9, 8F, BD

ISO 14230 (спора иницијализација): Слично ISO 9141

Напомена и коментари

Ако се планира да се контролер користи за пренос података само преко једног или два протокола, додатне компоненте се могу искључити (погледајте дијаграм изнад). На пример, када организујете шему према протоколу VPW (GM) за жицу која повезује контролер са аутомобилом биће потребне само три жице електричних инсталација (терминали 16, 5 и 2).



Ако се протокол не користи PWM, елементи могу бити искључени R4, R6, R7, R8, R9, R10, Т1, Т2 и D1.

У случају одбијања размене по протоколу ISO следећи елементи подлежу искључењу: R15, R16, R17, R18, R19, R21, Т4 и Т5.

Одбијање коришћења протокола VPW омогућава вам да искључите следеће елементе: R13, R14, R23, R24, D2, D3 и Т3.

Користе се отпорници угљеничног филма са толеранцијом отпора од 5%.

Имајте на уму да не постоји дугме за хитно ресетовање (RESET), ако је потребно, такво поновно покретање се може извршити искључивањем контролера са конектора возила (процесор интерфејса ће се аутоматски поново покренути). Поновно покретање софтвера на PC изазива поновну иницијализацију интерфејса.